2014年化学制药实验内容.doc

化学制药技术实验课程类型：限选课 总学时：18课时适用对象：2012级生物技术专业 化学制药技术实验课内容中包括药物合成单元操作、药物合成综合实验和设计性实验三部分，实验内容涵盖了理论课学习中的酯化、酰化、缩合等基本单元反应类型。一、实验目的 通过实验使学生进一步了解和掌握所学的理论知识，更重要的是使学生得到了实验技能的基本训练，培养学生的操作能力和判断解决实际问题的能力，为毕业环节和以后走向工作岗位打下良好的基础。二、实验基本要求 1.能够利用所学的专业知识发现和解决实际问题。2.正确操作实验仪器设备，了解实验设备的原理及流程。3.掌握制药的一些基本分析和处理方法。三、实验内容及学时分配 本实验为7-羟基黄酮类化合物的合成，分为三个单元反应进行。黄酮类化合物是广泛存在于自然界中的天然产物，具有重要的抗菌活性和抗氧化活性，其合成受到化学家的普遍重视，7位有羟基的黄酮分子往往具有更高的生物活性。序号实验项目学时实验要求实验类别1酰化反应合成2，4-二羟基苯乙酮6必修单元操作2酯化反应合成取代二苯甲酰甲烷6必修综 合3缩合反应合成7-羟基黄酮6必修设计性四、考核方法及成绩评定 考核方法：化学制药技术实验课为考查课，考查课所有必修实验全部做完，总学时为18学时，满分为100分，60分以上为合格，否则为不合格。 成绩评定：1.实验预习：预习、回答提问(10分) 2.实验操作20分 3.原始记录10分 4.书面实验报告（60分）： 实验目的、原理、操作步骤（实验装置流程图）(20分) 数据处理20分 实验结果绘图，结果分析、思考题20分。五、教材及参考文献 教材：自编参考文献：制药工程专业实验指导康怀萍参编化学工业出版社 药物化学实验与指导尤启冬主编 中国医药科技出版社 实验一 酰化反应合成2，4-二羟基苯乙酮一、 实验目的1、 掌握酰基化反应的基本概念和反应机理。2、 掌握回流、抽滤、重结晶等基本实验操作技能。二、 实验原理Friedel-Crafts酰基化(F-C酰基化)反应是制备芳香酮类化合物最重要的方法。经典的F-C酰基化反应是以酰氯或酸酐为酰化试剂在Lewis酸(例如,无水AlCl3、无水FeCl3、无水ZnCl2)等催化剂作用下完成的亲电取代反应。该类反应一般具有温和、高效的优点，但也存在着催化剂回收困难、易污染环境等问题，例如无水AlCl3易与产物络合，反应结束后水解会产生3倍于自身量的HCl气体，所以人们一直致力于开发绿色高效的催化剂用于F-C酰基化反应。为实现芳香酮类化合物的绿色合成，除了催化剂的影响，酰化试剂的选择也同样非常重要。羧酸作为一种廉价、低毒和易得的原料便成为目前最理想的酰化试剂，而且它的操作和处理相对简便，最为重要的是其酰化后的副产物只有水，对环境友好。三、 实验仪器与药品1、仪器：电子天平；密闭式电炉；水循环真空泵；熔点仪2、器皿：培养皿1个；坩埚1个；100mL烧杯、250mL烧杯各1个；50mL量筒1个；回流装置一套（圆底烧瓶1个+球形冷凝管1根+橡胶管二根+铁架台1台+铁夹2个）；抽滤装置一套（抽滤瓶1个+砂芯漏斗1个+塞子1个+橡胶管1根）；玻璃棒一根。以上为一组所需，共需七组。3、药品：氯化锌；间苯二酚；冰醋酸；无水乙醇（A.R.）。4、其它：称量纸若干；12.5cm定性滤纸若干；钢勺7个；纸巾若干四、 实验步骤1、药品前处理： ZnCl2用前需干燥处理，称取10克左右放入蒸发皿中，电炉加热液化除水，趁热倒入研钵中，待稍冷固化后快速研碎。2、反应过程：将上述固体快速转移至圆底烧瓶中，加入20mL冰醋酸，盖上塞子，摇晃使其溶解，若不溶，可稍稍加热，待冷却后加入7.4克间苯二酚，放入适量沸石，按下图左回流装置装好后固定，加热回流反应1小时后停止。回流装置图3、析晶过程：将上述反应液自然冷却至室温，搅拌下慢慢倒入100mL蒸馏水中，产品结晶析出（若无固体析出，可加大蒸馏水用量）。4、抽滤：将上述产品减压抽滤，使固液分离，用蒸馏水洗涤固体。5、重结晶：用无水乙醇重结晶，得到浅红色针状结晶。重结晶操作图6、干燥：置于干燥箱中60C干燥半小时。7、称重8、熔点测定：用熔点仪测定熔点，m.p.142144C五、 结果与分析1、观察产品外观、颜色是否与理论相符，若不符合，分析原因。2、计算产率。六、 注意事项1、反应所用玻璃器皿应干净、干燥七、附录1、氯化锌：熔点约290。沸点 732。潮解性强，能自空气中吸收水分而潮解。有腐蚀性，有毒。能剧烈刺激及烧灼皮肤和粘膜，长期与本品蒸气接触时发生变应性皮炎。吸入氯化锌烟雾经5-30min后能引起阵发性咳嗽、恶心。对上呼吸道、气管、支气管黏膜有损害。贮于阴凉干燥处，远离火种、热源。与氧化剂、食用化学品等分储。注意个体防护，严禁身体直接接触。皮肤（眼睛）接触，用流动清水冲洗。2、间苯二酚：本品可燃，有毒，具刺激性。遇明火、高热可燃。受高热分解放出有毒的气体。与强氧化剂接触可发生化学反应。急性中毒与苯酚类似，引起头痛、头昏、烦躁、嗜睡、紫绀（由于高铁血红蛋白血症）、抽搐、心动过速、呼吸困难、体温及血压下降，甚至死亡。本品3 %25%的水溶液或油膏涂在皮肤上引起皮肤损害，并可吸收中毒引起死亡。慢性影响：长期低浓度接触，可引起呼吸道刺激症状及皮肤损害。3、冰醋酸：吸入后对鼻、喉和呼吸道有刺激性。对眼有强烈刺激作用。皮肤接触，轻者出现红斑，重者引起化学灼伤。误服浓乙酸，口腔和消化道可产生糜烂，重者可因休克而致死。4、无水乙醇：易燃物。贮于低温通风处，远离火种、热源。与酸类、胺类分储。误食，饮温水，催吐。实验二 酯化反应合成取代二苯甲酰甲烷一、实验目的1、 掌握酯化反应的基本概念和反应机理。2、 掌握回流、抽滤、重结晶等基本实验操作技能。二、实验原理酰氯中的氯原子有吸电子效应，增强了碳的亲电性，使酰氯更容易受到亲核试剂的进攻，而且 Cl 也是一个很好的离去基团，因此酰氯发生亲核酰基取代反应的活性在所有羧酸衍生物中最强。酰氯还可以与氨/胺反应生成酰胺（氨解），与醇反应生成酯（醇解），与羧酸根离子反应生成酸酐等。反应中一般加入碱（如氢氧化钠、吡啶或胺）来催化反应，并吸收反应的副产物氯化氢。三、实验仪器与药品1、仪器：电子天平；恒温磁力搅拌器；水循环真空泵；熔点仪2、器皿：培养皿1个；100mL烧杯、250mL烧杯各1个；10mL、100mL量筒各1个；回流装置一套（圆底烧瓶1个+球形冷凝管1根+橡胶管二根+铁架台1台+铁夹2个）；抽滤装置一套（抽滤瓶1个+砂芯漏斗1个+塞子1个+橡胶管1根）；玻璃棒一根。以上为一组所需，共需七组。3、药品：2，4-二羟基苯乙酮（实验一所制）；无水碳酸钾；苯甲酰氯；丙酮；冰醋酸。4、其它：称量纸若干；12.5cm定性滤纸若干；钢勺7个；纸巾若干四、 实验步骤1、反应：称取40 mmol（6g）2，4-二羟基苯乙酮，无水碳酸钾40g，加到干燥丙酮300mL中，磁力搅拌，滴加80 mmol（9.2mL）苯甲酰氯，如实验一装置反应图，加热回流15小时，停止反应。2、抽滤：将上述反应液冷却至室温，减压抽滤，用少量丙酮淋洗固体。3、酸化：上述滤饼完全转移到2000mL烧杯中（可用少量水冲洗），加入搅拌磁子，放到磁力搅拌器上，快速搅拌下缓慢加入10%的乙酸溶液720 mL（此部分有气体产生，为了防止溢出，应尽量缓慢），充分搅拌酸化。4、抽滤：将上述体系减压抽滤，使固液分离，用蒸馏水多次洗涤滤饼至中性（可在抽滤瓶中直接洗涤抽滤）。5、干燥：将上述产物放入培养皿中，置于干燥箱中60C干燥1小时。6、重结晶：用丙酮重结晶得到淡黄色晶体。7、干燥：将上述产物放入培养皿中，置于干燥箱中60C干燥0.5小时。8、称重：计算产率8、熔点测定：用熔点仪测定熔点，m.p.162164C五、 结果与分析1、观察产品外观、颜色是否与理论相符，若不符合，分析原因。2、计算产率。六、 注意事项1、反应所用玻璃器皿应干净、干燥七、附录1、无水碳酸钾：易溶于水，吸湿性很强，易结块，长期暴露在空气中会吸收二氧化碳，转变为碳酸氢钾，应密封包装。低毒，有刺激性。2、苯甲酰氯：暴露在空气中即发烟。有特殊的刺激性臭味。蒸气刺激眼粘膜而催泪。对眼睛、皮肤粘膜和呼吸道有强烈的刺激作用。吸入可能由于喉、支气管的痉挛、水肿、炎症、化学性肺炎、肺水肿而致死。中毒表现有烧灼感、咳嗽、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心、呕吐。3、丙酮：急性中毒主要表现为对中枢神经系统的麻醉作用，出现乏力、恶心、头痛、头晕、易激动。重者发生呕吐、气急、痉挛，甚至昏迷。对眼、鼻、喉有刺激性。口服后，先有口唇、咽喉有烧灼感，后出现口干、呕吐、昏迷、酸中毒和酮症。实验三 缩合反应合成7-羟基黄酮一、实验目的1、掌握缩合反应的基本概念和反应机理。2、掌握回流、抽滤、重结晶等基本实验操作技能。二、实验原理缩合反应是指两个或多个有机分子相互作用后以共价键结合成一个大分子，同时失去水或其他比较简单的无机或有机小分子的反应。其中的小分子物质通常是水、氯化氢、甲醇或乙酸等。缩合反应可以是分子间的，也可以是分子内的。在多官能团化合物的分子内部发生的类似反应则称为分子内缩合反应。多数缩合反应是在缩合剂的催化作用下进行的，常用的缩合剂是碱、醇钠、无机酸等。三、实验仪器与药品1、仪器：电子天平；恒温磁力搅拌器；水循环真空泵；熔点仪2、器皿：培养皿1个；100mL烧杯、250mL烧杯各1个；10mL、100mL量筒各1个；回流装置一套（圆底烧瓶1个+球形冷凝管1根+橡胶管二根+铁架台1台+铁夹2个）；抽滤装置一套（抽滤瓶1个+砂芯漏斗1个+塞子1个+橡胶管1根）；玻璃棒一根。以上为一组所需，共需七组。3、药品：二苯甲酰甲烷（实验二所制）；氢氧化钾；盐酸；碳酸氢钠；乙醇。4、其它：称量纸若干；12.5cm定性滤纸若干；钢勺7个；纸巾若干四、 实验步骤1、反应：将化合物二苯甲酰甲烷（5.40 g，0.015mol）放入500 mL圆底烧瓶中，室温搅拌下加入氢氧化钾溶液中（1%，120mL），如实验一装置反应，加热回流（若瓶壁上有固体，可用1%氢氧化钾溶液冲下），反应4小时后停止。2、酸化：将上述反应液冷却至室温后用5%稀盐酸酸化至pH6。3、抽滤：将上述体系减压抽滤，滤饼依次用蒸馏水、5%碳酸氢钠和水洗涤至中性。4、干燥：将上述产物放入培养皿中，置于干燥箱中60C干燥1小时。5、重结晶：用乙醇重结晶得到灰白色针状晶体。6、干燥：将上述产物放入培养皿中，置于干燥箱中60C干燥0.5小时。7、称重：收率76%8、熔点测定：用熔点仪测定熔点，m.p.162164C五、 结果与分析1、观察产品外观、颜色是否与理论相符，若不符合，分析原因。2、计算产率。六、 注意事项1、反应所用玻璃器皿应干净、干燥七、附录1、氢氧化钾：具强碱性及腐蚀性。极易吸收空气中水分而潮解，吸收二氧化碳而成碳酸钾。粉末刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔；皮肤和眼直接接触可引起灼伤；误服可造成消化道灼伤，粘膜糜烂、出血、休克，食入量大会出现呕吐、腹泻和胃疼等症状。2、盐酸：接触其蒸气或烟雾，可引起急性中毒，出现眼结膜炎，鼻及口腔粘膜有烧灼感，鼻衄、齿龈出血，气管炎等。误服可引起消化道灼伤、溃疡形成，有可能引起胃穿孔、腹膜炎等。眼和皮肤接触可致灼伤。慢性影响：长期接触，引起慢性鼻炎、慢性支气管炎、牙齿酸蚀症及皮肤损害。3、碳酸氢钠：易溶于水，但比碳酸钠在水中的溶解度小，不溶于乙醇，水溶液呈微碱性。受热易分解。在潮湿空气中缓慢分解。